赤霉素對(duì)鹽脅迫下甘藍(lán)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

楊曉平　陳修斌　李翊華　許耀照

摘要[目的] 研究赤霉素對(duì)鹽脅迫下甘藍(lán)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。[方法]以‘中甘11號(hào)為試材，研究了鹽脅迫下不同濃度赤霉素溶液對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、葉片POD和SOD活性、MDA含量的影響。[結(jié)果]100 mg/L赤霉素處理甘藍(lán)種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最高，株高、最大根長(zhǎng)和根冠比等形態(tài)指標(biāo)數(shù)值最大，分別為79%、96%、76.555、16.900 cm、13.788 cm、0.268；同時(shí)幼苗葉片中POD活性和SOD活性最高，分別為122.5 U/（g·min）和269.446 U/g，MDA含量最低，為0.289 μmol/g。[結(jié)論]100 mg/L赤霉素處理可有效緩解鹽脅迫，利于甘藍(lán)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞赤霉素；鹽脅迫；甘藍(lán)；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)S635.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）33-0042-03

Effects of Gibberellins on Seed Germination and Seedling Growth of Brassica oleracea L. under Salt Stress

YANG Xiaoping1， CHEN Xiubin2*， LI Yihua2 et al

（1. Agricultural Technology Extension Station of Liangjiadun in Ganzhou District of Zhangye City， Zhangye， Gansu 734000；2. College of Agriculture and Biotechnology， Hexi University， Zhangye， Gansu 734000）

Abstract[Objective] To research the effects of gibberellins on seed germination and seedling growth of Brassica oleracea L. under salt stress. [Method] With Zhonggan 11 as the test material， we researched the effects of different concentrations of gibberellins on seed germination， seedling growth， leaf POD and SOD activities and MDA content of B. oleracea under salt stress were studied. [Result] Morphological indexes such as germination rate， germination rate， germination index， plant height， and maximum root length and rootshoot ratio were the highest at 100 mg/L gibberellins treatment， which were 79%， 96%， 76.555， 16.900 cm， 13.788 cm and 0.268 respectively. The activities of POD and SOD were the highest in the leaves of the seedlings， which were 122.5 U/g·min and 269.446 U/g. And malondialdehyde content was the lowest， which was 0.289 μmol/g . [Conclusion] 100 mg/L gibberellins treatment could alleviate salt stress effectively and promote seed germination and seedling growth of B. oleracea.

Key wordsGibberellin；Salt stress；Cabbage；Seed germination；Seedling growth

甘藍(lán)屬十字花科蕓薹屬野甘藍(lán)種，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有較多的膳食纖維，是我國(guó)栽培面積僅次于大白菜的葉用蔬菜，具有產(chǎn)量高、需水肥量大的特點(diǎn)[1]。近年來，隨著張掖市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，甘藍(lán)作為高原夏菜的主要種類，其栽培面積不斷擴(kuò)大。在栽培過程中，農(nóng)民為了提高其產(chǎn)量，往往會(huì)盲目大量施肥和灌水。不合理的管理方式導(dǎo)致土壤性狀惡化、次生鹽漬化[2]現(xiàn)象嚴(yán)重，造成甘藍(lán)出苗率降低、產(chǎn)量和品質(zhì)下降[3]，嚴(yán)重制約甘藍(lán)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

赤霉素作為五大植物激素之一，是一種高效能的廣譜植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[4]。植物在逆境中生長(zhǎng)，施用赤霉素會(huì)表現(xiàn)出更好的效果[5]。目前，有關(guān)鹽脅迫下赤霉素對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響研究，大多集中于黃瓜[6]、番茄[7]、辣椒[8]等作物上，而在甘藍(lán)上缺少報(bào)道。鑒于此，該試驗(yàn)以 “中甘11號(hào)”為材料，從甘藍(lán)的種子萌發(fā)及幼苗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、幼葉中抗性酶活性變化等方面，研究不同濃度的赤霉素對(duì)鹽脅迫下甘藍(lán)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以進(jìn)一步探明赤霉素處理對(duì)提高甘藍(lán)植物耐鹽性的機(jī)理，為實(shí)現(xiàn)甘藍(lán)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試的甘藍(lán)品種為 “中甘11號(hào)”，NaCl由天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，赤霉素由上海中秦化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年9月—2016年1月在河西學(xué)院生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)和試驗(yàn)基地溫室內(nèi)進(jìn)行。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)6個(gè)處理[9]，分別為CK1：蒸餾水（H2O）；CK2：100 mmol/L NaCl溶液；A1：50 mg/L GA3+100 mmol/L NaCl溶液；A2：100 mg/L GA3+100 mmol/L NaCl溶液；A3：150 mg/L GA3+100 mmol/L NaCl溶液；A4：200 mg/L GA3+100 mmol/L NaCl溶液。

選取飽滿、均勻一致的甘藍(lán)種子，用0.1%的高錳酸鉀溶液浸種消毒10 min，然后用蒸餾水沖洗3次。各處理選取50粒種子放在鋪有單層濾紙的培養(yǎng)皿中，CK1處理中加入10 mL蒸餾水，其他處理的每個(gè)培養(yǎng)皿中注入10 mL相應(yīng)的處理液使濾紙濕潤(rùn)，每個(gè)處理重復(fù)3次。將培養(yǎng)皿放在（25±1）℃的自動(dòng)光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，光照12 h/d，相對(duì)濕度75%。從處理的第2天開始，每天定時(shí)記錄種子的發(fā)芽情況，以種子露白為已發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，計(jì)算第5天的發(fā)芽勢(shì)，10 d停止發(fā)芽，統(tǒng)計(jì)各處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)。然后把不同處理萌發(fā)的種子放入50孔穴盤中進(jìn)行培養(yǎng)，各處理注入相應(yīng)濃度的處理液3 L浸透培養(yǎng)基質(zhì)，放在溫室內(nèi)培養(yǎng)，每2～3 d視穴盤含水量狀況適當(dāng)澆水，幼苗長(zhǎng)到四葉一心時(shí)，各處理隨機(jī)取6株幼苗測(cè)定地上鮮重、地下鮮重、株高、最大根長(zhǎng)等形態(tài)指標(biāo)和MDA含量、POD及SOD活性等生化指標(biāo)。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

發(fā)芽率（GP）=（全部發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)）×100%；發(fā)芽勢(shì)（GE）=4 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt，其中，Gt為t時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽時(shí)間（d）。酶液采用周錄英等[10]方法進(jìn)行提取，過氧化物酶（POD）活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[11]，超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用NBT 還原法[11]，丙二醛（MDA）含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[11]。

1.4數(shù)據(jù)處理

各處理3次重復(fù)結(jié)果計(jì)算平均值，然后利用EXCEL（2010版）和DPS（2007版）軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)甘藍(lán)種子萌發(fā)的影響

由表1可知，處理CK2與處理CK1相比，種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)明顯下降，各處理差異顯著性；處理A1、A2、A3、A4的甘藍(lán)種子，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率與處理CK2相比有差異，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均比處理CK2的高。說明在鹽脅迫下加入赤霉素的各處理，其甘藍(lán)種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均比鹽脅迫下的種子要高，處理A2的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最高，分別為79%、96%、76555。

2.2不同處理對(duì)鹽脅迫下甘藍(lán)幼苗生長(zhǎng)的影響

由表2可知，處理A2的幼苗表現(xiàn)較強(qiáng)的生長(zhǎng)能力。其甘藍(lán)幼苗的株高、最大根長(zhǎng)和根冠比分別為16.900 cm、13.788 cm、0.268，與CK2相比分別增加了5.722 cm、6.554 cm、0.216；與處理CK1相比分別增加了3.18 cm、3.133 cm、0.058。說明在鹽脅迫下，采用100 mg/L赤霉素的處理幼苗表現(xiàn)出較強(qiáng)的鹽脅迫緩解能力，濃度過低或過高其緩解作用均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

2.3不同處理對(duì)甘藍(lán)幼苗葉片中MDA含量的影響

植物遭受逆境傷害時(shí)往往發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用，而丙二醛是膜質(zhì)過氧化的最終產(chǎn)物，其含量大小可以反映植物遭受逆境傷害的程度，含量越高表明受傷害程度越大[12]。由圖1可知，處理A2的甘藍(lán)幼苗丙二醛含量最低，為0.289 μmol/g，與處理CK2相比降低了58%。說明處理A2的緩解作用最大，幼苗的細(xì)胞膜脂過氧化程度低，受傷害小，抗逆性強(qiáng)。

2.4不同處理對(duì)甘藍(lán)幼苗葉片POD活性的影響

POD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶，是保護(hù)植物細(xì)胞免受自由基傷害的第3道防線，在植物受到鹽脅迫時(shí)，對(duì)保持體內(nèi)代謝平衡起著重要的作用[13]。從圖2可以看出，在鹽脅迫下，隨著赤霉素濃度的增加，過氧化物酶活性呈先上升后下降的趨勢(shì)，處理A2的POD活性最高，為122.5 U/（g·min）。說明以采用100 mg/L赤霉素的處理A2，甘藍(lán)幼苗葉片POD酶活性最強(qiáng)，顯著降低了活性氧對(duì)細(xì)胞的傷害，保持體內(nèi)代謝平衡。

2.5不同處理對(duì)甘藍(lán)幼苗葉片SOD活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）能清除活性氧自由基，保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，因此其活性大小可以反映細(xì)胞對(duì)鹽害逆境的適應(yīng)能力[14]。從圖3可以看出，加入赤霉素的各處理，其甘藍(lán)幼苗葉片中SOD活性呈先升高后降低的趨勢(shì)。其中，A2處理的幼苗葉片中SOD酶活性最高，達(dá)到269.446 U/g，說明以濃度為100 mg/L的赤霉素處理對(duì)緩解幼苗葉片的鹽害作用最為明顯。

3結(jié)論與討論

該試驗(yàn)研究了不同濃度的赤霉素對(duì)鹽脅迫下甘藍(lán)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，在赤霉素濃度為100 mg/L的鹽脅迫條件下，甘藍(lán)種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最高，分別為79%、96%、76.555；同時(shí)幼苗的株高、最大根長(zhǎng)和根冠比分別為16.900 cm、13.788 cm、0.268。

有研究表明，丙二醛含量的高低能在一定程度上反映植物耐鹽脅迫的能力，可作為植物耐鹽性的鑒定指標(biāo)。該試驗(yàn)中100 mg/L赤霉素處理葉片中的丙二醛含量最低，為0.289 6 μmol/g，緩解作用最為明顯。POD、SOD作為保護(hù)酶，是機(jī)體內(nèi)清除活性氧，保持體內(nèi)代謝平衡的酶，對(duì)活性氧

的清除避免了自由基對(duì)機(jī)體的傷害[15]。在赤霉素濃度為

100 mg/L時(shí)，甘藍(lán)幼苗葉片內(nèi)POD和SOD活性最高，分別為122.5 U/（g·min）和269.446 U/g。說明適宜濃度的赤霉素處理，通過提高細(xì)胞內(nèi)保護(hù)酶活性來緩解鹽脅迫對(duì)幼苗的傷害，促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)。幼苗體內(nèi)的POD、SOD活性提高，抑制膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛的積累，緩解鹽害，提高甘藍(lán)的抗鹽性。該研究為探討甘藍(lán)的耐鹽機(jī)理以及實(shí)現(xiàn)甘藍(lán)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

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